Was sind mikroverkapselte PCM?
Mikro-PCM, kurz für mikroverkapselte Phasenwechselmaterialien, sind innovative Substanzen, die im mikroskopischen Maßstab entwickelt wurden. Diese Materialien besitzen die Fähigkeit, bei Phasenübergängen beträchtliche Mengen an Energie zu speichern und freizusetzen, was sie in verschiedenen Branchen von unschätzbarem Wert macht. Mikro-PCM bestehen in der Regel aus einem PCM-Kernmaterial, das von einer schützenden Hülle umgeben ist, die häufig aus einem Polymer oder einem anderen verkapselnden Material besteht. Mikro-PCM können in verschiedenen Formen vorliegen: auf Wasserbasis, bestehend aus 60 % Wasser und 40 % PCM, oder auf Schlammbasis, bestehend aus 60 % PCM und 40 % Schalenmaterial. Im Vergleich zu herkömmlichen PCM-Materialien bieten sie eine höhere thermische Stabilität und Vielseitigkeit.
Anwendungen von Mikro-PCM
Vom Bauwesen bis hin zur Elektronik findet Mikro-PCM vielfältige Anwendungen:
Bau und Konstruktion: Mikro-PCM, das in Baumaterialien wie Beton, Putz oder Isolierung integriert ist, kann die Innentemperaturen regulieren, die Abhängigkeit von Heiz- und Kühlsystemen verringern und die Energieeffizienz verbessern.
Textilien: Die Einarbeitung von Mikro-PCM in Textilien ermöglicht die Entwicklung von Kleidung, die sich an die Umgebungsbedingungen anpasst und sowohl in heißen als auch in kalten Klimazonen für Wärmekomfort sorgt.
Elektronik: Die Aufrechterhaltung optimaler Betriebstemperaturen ist entscheidend und erfordert ein effizientes Wärmemanagement. Mikro-PCM, die als TIM (Thermal Interface Material) fungieren, verbessern die thermische Kopplung zwischen Komponenten wie integrierten Schaltkreisen und Kühlkörpern, indem sie die Wärme effektiv ableiten. In Form von Beschichtungen verhindern diese Mikro-PCMs, dass elektronische Komponenten überhitzen.
Matratzen: Wenn sie mit Mikro-PCM infundiert sind, können diese Matratzen eine Lösung zur Regulierung der Körpertemperatur während des Schlafs bieten und so eine komfortable und erholsame Nachtruhe fördern. Durch die aktive Steuerung des Wärmeaustauschs schaffen diese innovativen Matratzen eine optimale Schlafumgebung, die den Menschen zu einem tieferen und erholsameren Schlaf verhilft.
Beispiele aus der Praxis
Micronal® von BASF: Ihr eigenes Mikro-PCM wird aus Paraffingranulat hergestellt, das in ein Polymer eingekapselt ist. Micronal®-Mikrokapseln haben einen Durchmesser von etwa 5 Mikrometern. Sie können Materialien wie Gipskartonplatten, Verputz und Beton zugesetzt werden. Sie haben eine Schmelzenergie von 100 kJ/kg und eine Schmelztemperatur von 23°C.
Comfortboard von Knauf: Sie haben eine Gipskartonplatte mit einer Auskleidung aus Mikro-PCM-Wärmemasse entwickelt, die latente Wärme speichert und abgibt. Sie sorgt für angenehme Innentemperaturen, reduziert die Heiz- und Kühlkosten und spart im Vergleich zu herkömmlichen Optionen Platz und Bauzeit.
Beschränkungen
Mikro-PCM bieten zwar zahlreiche Vorteile, aber sie haben auch ihre Grenzen:
Die Kosten: Die Herstellung von Mikro-PCM erfordert komplizierte Prozesse wie die Mikroverkapselung, was zu höheren Kosten im Vergleich zu herkömmlichen PCM-Materialien in Makroverkapselungen führen kann.
Materialkompatibilität: Die Auswahl der Matrixmaterialien für die Mikroverkapselung ist entscheidend, um die Kompatibilität mit bestimmten Anwendungen und Umgebungen zu gewährleisten.
Wärmeleitfähigkeit: Einige Mikro-PCM können im Vergleich zu herkömmlichen Materialien eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, was ihre Wirksamkeit bei bestimmten Anwendungen, die eine schnelle Wärmeübertragung erfordern, beeinträchtigen könnte.
Unser Temperaturbereich
Unsere laufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Mikro-PCM haben noch nicht das Stadium der Kommerzialisierung erreicht. Wir haben jedoch mehrere potenzielle Temperaturbereiche identifiziert, die für unser Mikro-PCM geeignet sind, darunter 4–5°C, 15–18°C und 30–40°C. Wenn Sie daran interessiert sind, mehr über unser Mikro-PCM zu erfahren und die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit bei seiner Entwicklung auszuloten, können Sie uns gerne kontaktieren. Wir freuen uns darauf, mit interessierten Parteien zusammenzuarbeiten, um unsere Forschungs- und Innovationsbemühungen voranzutreiben.
